国防科技大学气象海洋学院在水声传播模型数值计算研究中取得进展

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研究人员在交流。

红网时刻新闻7月7日讯（记者 陈宗昊 通讯员 周富敬）近日，国防科技大学气象海洋学院海洋物理研究团队在水声传播模型数值计算研究中取得进展。

声探测是最常用的水下探测技术，快速准确的水下声场仿真能够提升水下环境态势感知的能力，对于海底矿藏勘探，水下考古、探测、识别、定位和导航均具有重要意义。

国防科技大学气象海洋学院海洋物理研究团队研究员王勇献介绍，水下声学传播数值模拟速度太慢是不行的，传统的那些方法都存在耗时比较长的缺点，设想一下我们的渔民在探鱼的时候，肯定很希望边走实时地给出鱼群的位置。

团队提出了一种基于谱方法离散化的宽角抛物方程模型，用于快速计算水下声波的传播。该模型的突出特点是通过切比雪夫谱方法对每一层的深度算子进行离散，然后将其组装成全局矩阵并向前步进；处理传播介质的水平不均匀性时，该模型巧妙地将水平步进与更新全局深度矩阵有机地结合在一起。

王勇献表示，在典型的深海环境下，这个方法可以有效提升速度两倍，在浅海环境下效果更加明显，可以达到六到七倍。有了这个成果，将来对于渔业捕捞、深海考古等等都有显著的促进作用。

据了解，新的谱方法声传播模型，可以精确地模拟软质海底和硬质海底以及声学半空间海底的场景，计算机数值模拟的速度得到了较大提升。使用完美匹配层技术截断无界声学半空间，也大大提高了半空间波导的计算速度；在低频情况下，与现有的有限差分抛物模型相比，新提出的模型可达一个数量级的加速效果。（陈宗昊 周富敬）